Google crea un procesador más rápido que una súpercomputadora

Google ha presentado esta semana su procesador Sycamore, un dispositivo tan potente que puede dejar en burlesco a las supercomputadoras hoy existentes.

Sycamore, explican voceros de Google, ha alcanzado la "supremacía cuántica", ya que puede realizar en 200 segundos una tarea que a la computadora más potente del mundo le tomaría 10.000 años en llevar a cabo completar, de acuerdo con pruebas y estimaciones de esta gigante tecnológica.

El anuncio de Google en su blog oficial (https://ai.googleblog.com/ ) fue una versión más breve que una publicada por la empresa en la revista Nature.

La informática computación cuántica intenta aumentar la potencia y velocidad de procesamiento para resolver problemas en áreas como la física y química, campos en donde se suelen utilizar las llamadas supercomputadoras. Un equipo de cómputo tradicional se basa en 0 ó 1 (sistema binario), mientras que un sistema cuántico puede manejar 0 y 1 al mismo tiempo. 

Cada ejecución de un circuito cuántico aleatorio en una computadora cuántica produce una cadena de bits, por ejemplo 0000101. Debido a la interferencia cuántica, algunas cadenas de bits son mucho más probables que otras cuando se repite el experimento muchas veces. Sin embargo, encontrar las cadenas de bits más probables para un circuito cuántico aleatorio en una computadora clásica se vuelve exponencialmente más difícil a medida que aumenta el número de qubits (ancho) y el número de ciclos de compuerta (profundidad).    

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Además de Google, en la competencia por desarrollar computadoras cuánticas que reemplacen en laboratorios y academias a las supercomputadoras, las corporaciones IBM y Microsoft también están trabajado en procesadores cuánticos. 

Aplicaciones
La computadora cuántica Sycamore es totalmente programable y puede ejecutar algoritmos cuánticos de propósito general. Desde que se obtuvieron resultados de supremacía cuántica, los encargados del tema han estado trabajando en aplicaciones a corto plazo, incluida la simulación de física y la química cuántica, así como nuevas aplicaciones en el aprendizaje automático generativo, entre otras áreas.

Ahora también se tiene el primer algoritmo cuántico ampliamente útil para aplicaciones informáticas: aleatoriedad cuántica certificable. La aleatoriedad es un recurso importante en ciencias de la computación, y la aleatoriedad cuántica es el estándar de oro, especialmente si los números pueden ser autoverificados (certificados) para provenir de una computadora cuántica. La prueba de este algoritmo está en curso, y en los próximos meses se planea implementarle en un prototipo que pueda proporcionar números aleatorios certificables.

Se estima que las computadoras cuánticas aún no van a sustituir a las supercomputadoras, así como cuando comenzaron las supercomputadoras, los modelos cuánticos necesitan de un ambiente controlado para operar. 

¿Qué viene?

Se espera encontrar aplicaciones valiosas en la computación cuántica. Primero se harán procesadores de clase suprema y disponibles para colaboradores e investigadores académicos, así como para compañías que estén interesadas en desarrollar algoritmos y buscar aplicaciones para los procesadores NISQ actuales. Con este nuevo recurso computacional, se espera que más investigadores entren al campo motivados al tratar de inventar algo útil.   

Segundo, se está invirtiendo en tecnología para construir una computadora cuántica tolerante a fallas lo más rápido posible. Tal dispositivo promete una serie de aplicaciones valiosas. Por ejemplo, se puede imaginar la computación cuántica ayudando a diseñar nuevos materiales: baterías livianas para automóviles y aviones, nuevos catalizadores que puedan producir fertilizantes de manera más eficiente (un proceso que hoy produce más del 2% de las emisiones de carbono del mundo) y medicamentos más efectivos.